碳钢以其优异的性能被广泛应用,但在含氯离子的溶液中容易发生腐蚀。添加缓蚀剂是一种简单且经济有效的腐蚀防护方法,但是单一缓蚀剂往往不能达到防护要求,利用各类缓蚀剂间的协同效应可以提高缓蚀效果。虽然目前对于缓蚀剂的协同研究有很多,都集中在开发最佳配方,但对于缓蚀剂间协同机理的研究还不成熟,且在比较分子内协同与分子间协同方面的研究相对匮乏。本论文首先合成了两个磺酸盐表面活性剂CHT/COT,再分别与2-巯基苯并噻唑（MBT）对接,合成两个缓蚀剂CHMT/COMT。利用电化学阻抗、动电位极化曲线、表面分析等研究手段,研究MBT和CHT/COT对45^#碳钢在3.5%NaCl溶液中缓蚀的分子内/分子间协同效应;利用量子化学计算及分子动力学模拟研究两种缓蚀剂在单独使用与协同时在金属表面作用的吸附特性,通过吸附构型和结合能分析两种缓蚀剂的协同作用机理。论文研究的主要内容如下:以三聚氯氰、正己胺/正辛胺、氨基乙磺酸为原料,合成了两个磺酸盐表面活性剂:2-正己胺-4-氨基乙磺酸钠-6-氯-1,3,5-均三嗪（CHT）和2-正辛胺-4-氨基乙磺酸钠-6-氯-1,3,5-均三嗪（COT）;再分别与MBT对接,合成两个分子内协同缓蚀剂:2-正己胺-4-（2-巯基苯并噻唑）-6-氨基乙磺酸钠-1,3,5-均三嗪（CHMT）和2-正辛胺-4-（2-巯基苯并噻唑）-6-氨基乙磺酸钠-1,3,5-均三嗪（COMT）。通过ESI-MS、FT-IR及¹H NMR方法对上述四个化合物进行了结构表征。通过表面张力法研究了四个化合物在3.5%NaCl溶液中的表面活性,结果表明CHT/COT/CHMT/COMT均具有良好的表面活性。添加CHT/COT/CHMT/COMT的3.5%NaCl溶液所对应的平衡表面张力分别为40.9 mN·m^-1、35.2 mN·m^-1、33.6 mN·m^-1、31.3 mN·m^-1,对应的临界胶束浓度（cmc）分别为9.72 mM、5.16 mM、4.82 mM、3.36 mM。通过电化学阻抗和动电位极化测试研究了MBT与CHT/COT单独使用和协同时对45^#碳钢在3.5%NaCl溶液中缓蚀的分子内/分子间协同效应。电化学阻抗测试表明,无论是单独作用还是协同作用,缓蚀剂对45^#碳钢在3.5%NaCl溶液中的缓蚀率均随着浓度的增大而增大;在所研究的浓度范围内,缓蚀剂MBT与CHT/COT均表现良好的分子内/分子间缓蚀协同效应。25°C时,当CHMT的浓度为1.5 mM时,对碳钢在3.5%NaCl溶液中的缓蚀率为60.08%,此时的分子内协同效应最明显;当添加3.5 mM CHT+3.5 mM MBT时,对碳钢在3.5%NaCl溶液中的缓蚀率为78.54%,此时分子间协同效应最明显,体系的协同系数为2.23。25°C时,当COMT的浓度为1.0 mM时,对碳钢在3.5%NaCl溶液中的缓蚀率为64.66%,此时的分子内协同效应最明显;当添加7.0 mM COT+7.0 mM MBT时,对碳钢在3.5%NaCl溶液中的缓蚀率为93.46%,此时分子间协同效果最明显,体系的协同系数为1.49。动电位极化测试表明,无论缓蚀剂单独作用还是协同作用时,均表现为以阳极为主的混合型缓蚀剂,即主要通过控制阳极溶解反应来抑制金属腐蚀。通过SEM-EDX分析腐蚀前后碳钢的表面形貌及表面成分,表明MBT与CHT/COT分子内协同和分子间协同时均是通过在碳钢表面吸附成膜抑制腐蚀。利用电化学测试数据研究了缓蚀剂的吸附热力学:MBT与CHT/COT分子内协同和分子间协同时在碳钢表面的吸附过程均是自发进行的,且吸附符合Langmuir等温吸附模型。温度升高不利于吸附过程的进行,缓蚀剂在碳钢表面的吸附是物理吸附与化学吸附共同作用的结果。实验结果结合量子化学计算及分子动力学模拟可知,缓蚀剂MBT与CHT/COT的分子内缓蚀协同效应主要体现在吸附位点的增加,分子内协同后的吸附位点主要分布在苯并噻唑环、三嗪环、氨基乙磺酸的氮原子上。缓蚀剂MBT与CHT/COT的分子间协同作用机理属于补强理论。在同时加入MBT与CHT/COT的3.5%NaCl溶液中,CHT/COT与腐蚀介质Cl^-产生竞争吸附,CHT/COT会优先吸附到碳钢的表面,减缓Cl^-对碳钢的侵蚀,而后MBT填补CHT/COT在碳钢表面形成的保护膜孔隙,在碳钢表面形成更加致密的保护膜来减缓腐蚀。